[發明專利]基于FPGA的遙控超聲波滅火平臺

在審

• 申請號: 202110391594.3
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113350718A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 柏奕呈;李琳
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: A62C3/16
• 分類號: A62C3/16;A62C27/00;A62C37/40
• 代理公司: 西安鼎邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61263
• 代理人: 劉喜保

本發明公開了基于FPGA的遙控超聲波滅火平臺，包括小車控制模塊、避障模塊、驅動模塊、火源探測模塊和超聲滅火模塊，采用遙控或者自主避障的方式使小車移動至火源附近，并對火源采用低頻超聲波滅火，滅火效率高，無需人員抵近火源，有效保障了人身安全，而且低頻超聲波滅火幾乎沒有場合限制，特別對輸油氣站等對防燃防爆要求很高的場合尤其適用。

技術領域

本發明涉及消防設備技術領域，特別涉及基于FPGA的遙控超聲波滅火平臺。

背景技術

隨著科技的發展，精密儀器和電子產品在生產和使用過程中，火災隱患不可避免。目前針對這類特殊場合的滅火裝置價格昂貴且具有一定的使用壽命，甚至會對產品造成二次傷害。而對于輸油氣站場來說，其本身屬于易燃易爆場所，對于防燃防爆有著很高的要求，同時火災隱患在帶來極大的社會經濟危害的同時，也帶來了巨大的人身安全風險。

傳統的滅火裝置在處理火災就會面對一些問題。傳統滅火氣體系統如哈龍系列，二氧化碳常用于針對電氣設備等一系列特殊場合。然而，密閉空間里氣體滅火系統的誤動作會威脅到火場內人員的生命安全。而傳統滅火器大多為高壓容器，因此存放的條件較高，不可擠壓，不可碰撞，在高溫下易發生膨脹爆炸；同時，傳統的救火方式效率并不高，并不能快速有效的控制火情，所使用的滅火器中的某些滅火介質本身就是有毒有害物，使用這些物質進行滅火還會造成嚴重的污染。不同的滅火器內部填充有不同物質，因此對應某種火勢需要使用對應的滅火器，如干粉滅火器和二氧化碳滅火器不能撲滅金屬物火災，電氣火災不能使用泡沫滅火器，如果使用錯誤的滅火器還會造成二次損害，給文博，精密儀器造成不可逆的損害。

發明內容

本發明實施例提供了基于FPGA的遙控超聲波滅火平臺，用以解決現有技術中滅火方式效率不高且適用范圍有限的問題。

一方面，本發明實施例提供了基于FPGA的遙控超聲波滅火平臺，包括：小車控制模塊、避障模塊、驅動模塊、火源探測模塊和超聲滅火模塊，小車控制模塊、避障模塊、驅動模塊、火源探測模塊和超聲滅火模塊均基于FPGA芯片開發；

小車控制模塊，用于根據選定的小車工作模式對小車進行行動控制，小車的工作模式包括遙控模式和避障模式，在遙控模式下，小車控制模塊根據接收的遙控指令產生相應的控制指令；

避障模塊，用于在小車處于避障模式下時，產生相應的控制指令；

驅動模塊，用于響應小車控制模塊或避障模塊產生的控制指令，對小車的行動進行控制；

火源探測模塊，用于確定火源是否存在；

超聲滅火模塊，用于在火源探測模塊確定存在火源時，產生超聲波，進行滅火作業。

在一種可能的實現方式中，小車控制模塊包括：紅外解碼模塊和狀態判斷模塊；

紅外解碼模塊，用于接收紅外遙控器發出的紅外信號，將該紅外信號解碼；

狀態判斷模塊，用于根據解碼后的信號作出相應的判斷，輸出對應的控制指令。

在一種可能的實現方式中，避障模塊與多個超聲波傳感器連接，超聲波傳感器安裝在小車上，用于檢測小車附近障礙物的距離，避障模塊根據小車與附近障礙物的距離確定相應的避障策略，產生相應的控制指令。

在一種可能的實現方式中，避障模塊根據超聲波傳感器發射和接收超聲波的時間差確定小車附近障礙物的距離；

在確定超聲波傳感器發射和接收超聲波的時間差后，如果連續多次確定的時間差都大于設定值，避障模塊確定小車與障礙物的距離過近。

在一種可能的實現方式中，驅動模塊與驅動電機連接，驅動模塊包括：左輪占空比模塊、右輪占空比模塊、左輪驅動子模塊、右輪驅動子模塊、總驅動子模塊和直流驅動模塊；